ICOS IVC-4000

ICOS  IVC-4000

（2） 尽量在关键元件，如ROM、RAM等芯片旁边安装去耦电容。实际上，印制电路板走线、引脚连线和接线等都可能含有较大的电感效应。大的电感可能会在Vcc 走线上引起严重的开关噪声尖峰。防止Vcc走线上开关噪声尖峰的方法，是在VCC与电源地之间安放一个0.1uF的电子去耦电容。如果电路板上使用的是表面贴装元件，可以用片状电容直接紧靠着元件，在Vcc引脚上固定。好是使用瓷片电容，这是因为这种电容具有较低的静电损耗（ESL）和高频阻抗，另外这种电容温度和时间上的介质稳定性也很不错。尽量不要使用钽电容，因为在高频下它的阻抗较高。

　　在安放去耦电容时需要注意以下几点：

　　·在印制电路板的电源输入端跨接100uF左右的电解电容，如果体积允许的话，电容量大一些则。

　　·原则上每个集成电路芯片的旁边都需要放置一个0.01uF的瓷片电容，如果电路板的空隙太小而放置不下时，可以每10个芯片左右放置一个1～10的钽电容。

　　· 对于抗干扰能力弱、关断时电流变化大的元件和RAM、ROM等存储元件，应该在电源线（Vcc）和地线之间接入去耦电容。

　　·电容的引线不要太长，特别是高频旁路电容不能带引线。

　　（3） 在单片机控制系统中，地线的种类有很多，有系统地、屏蔽地、逻辑地、模拟地等，地线是否布局合理，将决定电路板的抗干扰能力。在设计地线和接地点的时候，应该考虑以下问题：

　　·逻辑地和模拟地要分开布线，不能合用，将它们各自的地线分别与相应的电源地线相连。在设计时，模拟地线应尽量加粗，而且尽量加大引出端的接地面积。一般来讲，对于输入输出的模拟信号，与单片机电路之间好通过光耦进行隔离。

　　·在设计逻辑电路的印制电路版时，其地线应构成闭环形式，提高电路的抗干扰能力。

　　·地线应尽量的粗。如果地线很细的话，则地线电阻将会较大，造成接地电位随电流的变化而变化，致使信号电平不稳，导致电路的抗干扰能力下降。在布线空间允许的情况下，要保证主要地线的宽度至少在2～3mm以上，元件引脚上的接地线应该在1.5mm左右。

　　· 要注意接地点的选择。当电路板上信号频率低于1MHz时，由于布线和元件之间的电磁感应影响很小，而接地电路形成的环流对干扰的影响较大，所以要采用一点接地，使其不形成回路。当电路板上信号频率高于10MHz时，由于布线的电感效应明显，地线阻抗变得很大，此时接地电路形成的环流就不再是主要的问题了。所以应采用多点接地，尽量降低地线阻抗。

　　·电源线的布置除了要根据电流的大小尽量加粗走线宽度外，在布线时还应使电源线、地线的走线方向与数据线的走线方身一致在布线工作的后，用地线将电路板的底层没有走线的地方铺满，这些方法都有助于增强电路的抗干扰能力。

　　·数据线的宽度应尽可能地宽，以减小阻抗。数据线的宽度至少不小于0.3mm（12mil），如果采用0.46～0.5mm（18mil～20mil）则更为理想。

　　·由于电路板的一个过孔会带来大约10pF的电容效应，这对于高频电路，将会引入太多的干扰，所以在布线的时候，应尽可能地减少过孔的数量。再有，过多的过孔也会造成电路板的机械强度降低。无论是产品技术或应用，微控制器均扮演着重要的关键角色；在一般性的控制功能应用中，也随处可见微控制器的身影，在可携式上网装置、智慧型消费性电子产品、自动化控制、车用资通讯系统等嵌入式应用的成长驱动下，选择合适的控制器产品、并充份发挥微控制器所提供之特性，以达成低成本、低耗能、加值化、多功能、强固稳定运作特性等的新产品开发目标。

　　当然，控制器的选用也受到多项重大趋势的影响，例如：节能议题便是智慧工厂与智慧建筑等工业应用中，长期受到关注与讨论的趋势。同时，为了以经济实惠的方式达成效率，另一个趋势是将个别电子系统整合于通讯网路中。此外，各国立法方向也加速了市场对于工业系统功能之需求。

　　这些趋势如何影响微控制器的选用？运算效能需求提高，需要更强大的演算法。对特定应用周边的需求提高，让功率与类比元件迈向更能。

　　通讯堆叠、作业系统及更控制的软件也刺激了对于高阶程式设计管理软件复杂度的需求。除了微控制器标准功能外，应用也要求所有运作状态达到适当品质水准，以及10年以上的标准产品使用寿命。

　　MCU性能已包括如多核设计、整合数位讯号处理、更强大的I/O控制、网路通讯、甚至是热门的触控功能等创新应用陆续登场，对产品工程师而言，如何融会智慧应用趋势、并贯通到产品设计之中，不只是其关键性的任务，更是企业不可忽略的课题，其重要性可谓相当关键。

　　工业微控制器供应商，也可从三大方面因应这些趋势：

　　1. 针对特定应用量身打造微控制器架构，例如，利用硬体讯号结合数个计时器单元，打造3阶变频器。

　　2. 长期稳定地供应特定元件。

　　3. 采用更具效率的方法，克服不断提高的软件复杂性。

　　更快速的控制回路与更先进的演算法，需要具备DSP功能的核心架构，以及快速的快闪记忆体。佳化的周边可更快速地测量类比讯号，以及提供更快速适当的PWM（脉冲宽度调变）生成。以这些特性为基础，在类FPGA方法中结合标准微控制器周边，可让系统开发人员根据应用，量身打造微控制器硬体。

　　提升连线能力是工业系统合理的下一步，好处是实现更理想的系统互通性、更容易的系统整合、管理及维护。

　　其中包括两项层面：即时重要网域内部的连线能力，以及通往「外部」的连线能力。 UART、SPI、IO-Link 等简易标准或专属通讯协定，在即时关键网域CAN内部相当普遍，并具备符合成本效益及稳定可靠等特色。

　　至于通往外部的连线能力，则有两项主要的使用情况：手动更新或下载时，需要USB或SD/MMC等高速介面；远端程序管理、监控或维护的主要趋势则是使用乙太网路。

　　多项工业研究证实软件复杂度是嵌入式系统发展的主要问题之一，对于开发团队规模相对较小的中小型公司，其中的主要挑战包括通讯堆叠、作业系统整合，以及重复使用佳演算法。

　　若要控制软件复杂度，所选的微控制器硬体应具备足够弹性，以广泛支援各种应用和支援平台解决方案，此外，也需要更抽象化的软件开发、第三方编译器及除错器顺利互通。

　　控制器可谓为工业控制系统的大脑，在工控领域一直扮演着重要的角色。随着机电整合技术的进步，控制器正朝PC-based和更智慧化的方向快速发展，预期未来它将与CAD/CAM、网路、制程监控软件结合，达到更高度自动化的境界。德州仪器 （TI） 宣布推出业界小、低功耗的线性电池充电器以及静态电流流耗仅为 360nA 的集成型微型 DC/DC 电源模块，帮助延长可穿戴电子设备、远程传感器以及 MSP430? 微控制器应用的电池使用寿命，从而可为超低功耗设计实现创新的电源管理方式。

　　小、低功耗的线性充电器

　　新 bq25100 单体锂离子电池充电器采用 0.9 毫米 x 1.6 毫米 WCSP 封装，可支持尺寸仅为之前一半的充电器解决方案。该器件支持高达 30V 的输入电压，不仅可对低至 10mA 或和达 250mA 快速充电电流进行准确控制，同时还可实现低至 1mA 的充电终止，从而支持微型锂离子纽扣电池。此外，bq25100 还支持不足 75nA 的漏电流，可延长待机运行时间。

bq25100chip

　　设计人员还可为小型及便携式可穿戴应用添加无线充电功能，在相同的电路板上将符合 Qi 标准的 bq51003 2.5W 无线充电接收器与 bq25100 线性充电器进行配对。这两款器件可让尺寸为 75 平方毫米的新 TI Design 参考电路板的功能更为。TI 一直支持 Humavox 将 bq25100 整合在其无线充电解决方案中，该解决方案适用于采用了 Humavox ETERNA? RF 无线充电平台的可穿戴设备与便携式医疗保健设备。

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